※恒星是怎样形成的
早在17世纪时，牛顿就提出太阳和恒星是由散布在宇宙中的弥漫物质在引力作用下凝聚成的。后来在几代天文学家的努力下，这一设想逐步发展成为一个越来越成熟的理论，这就是著名的星云假说。这种学说认为，星际空间存在着许多由气体和尘埃组成的巨大分子云。这种气体云中密度较高的部分在自身引力作用下会变得更密一些，温度随之升高，密度增大后，引力又进一步增强，从而促使物质聚集得更快，温度也上升得更快。当中心温度上升到1000万度时，就会引起热核反应，于是一颗新的恒星诞生了。它先是辐射我们看不见的无线电波，当表面温度上升到三四千度时，同时辐射红外光，以后，随着表面温度不断升高而变得越来越亮。
天文学家认为，恒星的质量范围在0.1～100个太阳质量，更小的质量难以触发核反应，而更大的质量会由于产生的辐射压力太大而瓦解。
80年代，红外天文卫星透过尘埃云，发现了几百颗正在形成中的恒星。不久前，哈勃空间望远镜拍摄的巨蛇座里的一个气体云——M16的照片，更是为我们提供了一幅恒星正在形成的活生生的画面。这些观测结果对星云假说提供了有力的支持。
※超新星
超新星，顾名思义，是爆发规模比新星更大的一类恒星。在很短的时间里，一颗超新星会增亮100亿倍，鼎盛时期甚至比一个拥有数10亿颗恒星的星系还要亮。有人算过，超新星1秒钟释放的能量就相当于太阳10亿年所释放的能量，是我国最大的三峡水电站1020亿年的发电量。
经过半个多世纪的研究，天文学家断定超新星是恒星一生中最晚期的爆发，是恒星临死前的挣扎，就好像人在弥留之际出现“回光返照”一样。恒星内部核燃料耗尽时发生的超新星爆发，可以将整个星体炸得粉碎，或者仅剩下一些残骸。
超新星很罕见，平均说来一个星系中每1000年才可能出现两三颗超新星，从1885年至今，人们在河外星系中发现了近千颗超新星。天文学家将超新星分成两类——Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星，它们的主要区别在于爆发的光谱中前者不含氢，而后者含氢，而且这两类超新星的光变曲线也不同。Ⅰ型超新星爆发后，“星崩体解”成为星云遗迹，Ⅱ型超新星爆发后抛射掉大部分物质，遗留下来的物质坍缩成中子星或黑洞。
※恒星将怎样“死”去
当恒星内部的核燃料耗尽之后，原来由核反应维持的辐射压力消失，恒星在引力作用下收缩、变热，直到内部的热量多到能产生一种斥力与之抗衡为止。这一时期，恒星往往会出现脉动，即恒星的大小和亮度发生周期性的变化。恒星再往后的命运与它的质量大小有关。
当小于8倍太阳质量的那些恒星，在经过脉动阶段后，演变成行星状星云的中心星，中心星在几万年里连续地向外抛射物质，即后来组成星云的物质。当这些物质抛射完之后，它便演变成一颗白矮星，平静地度过自己的晚年，直到耗尽体内的余热成为一颗黑矮星。
质量为太阳质量8～50倍的恒星，年轻时“轰轰烈烈”惯了，临死也不甘寂寞，想再辉煌一下，于是进入爆发阶段。爆发抛出的物质在恒星周围形成一个庞大的气壳，爆发后剩下来的星核尺度只是相同质量的年轻恒星的百万分之一，几乎全是由中子组成的，所以称为“中子星”。
质量特别巨大的恒星最终坍缩时，其物质会聚集得相当紧密，这时再也没有什么力量能够阻止其进一步地坍缩，星体变得越来越小，引力变得越来越强，以至于任何东西被它吸进去就别想出来，天文学家给它起了个名字——“黑洞”。没有人知道已经有多少颗恒星以这种方式寿终正寝，但是据天文学家估计，在银河系内可能就有不少这类恒星的残骸。
※黑摇摇洞
黑洞是爱因斯坦广义相对论中所预言的一种天体，在现代天文学中占有特殊的地位。60年代以来，天文学上的一系列发现促使人们越来越多地谈论起它。
广义相对论告诉我们，如果光不能从某个区域逃逸出来，则任何辐射都不会从它那里发射出来，人们把这样的区域称为“黑洞”。黑洞这个名字起得很是恰如其分，体现了它的基本性质。“黑”表明它不向外界发射或反射光线或其他形式的电磁波，因此是看不见的；“洞”是说它总是从外面吸进东西，但从不“吐”出来，是个地地道道的无底洞。
黑洞是一个几乎与世隔绝的世界，被黑洞吸进的物质会以光速坠向黑洞中心，这时除质量、角动量和电荷被“没收”成为黑洞的整体属性之外，其他所有特性，如半径、密度、温度、化学成分、磁场等全被黑洞吞没了。天文学上称这一性质为黑洞的“无毛定理”。在一次国际会议上，一位中国天文学家在谈到这条定理时，曾幽默地说：“称‘无毛定理’好像不妥，中国有个三毛，头上只长了三根头发，黑洞也只有三个参量，是否可称为‘三毛定理’。”与会者报以热烈的掌声。
一般认为黑洞有三种来源：一种是大质量恒星在其晚年耗尽核燃料后，星体在自身引力作用下坍缩成小质量黑洞；另一种是星系或球状星团的中心部分由于恒星密集，星体之间相互作用，导致大质量天体坍缩后形成大质量黑洞；再有一种，就是按照大爆炸宇宙模型，大爆炸把一些物质挤压得极其紧密，形成质量与小行星相仿的“原生黑洞”。
1976年，霍金提出黑洞蒸发的新理论，指出真空并不是一无所有的，而是存在着数量相等的正、反粒子对，它们之和虽然为零，但它们的存在和起伏会影响物理过程。物质和反物质在经过黑洞附近时，可能一个掉入黑洞，而同时将另一个排出黑洞，这意味着黑洞能产生和发射一些粒子。在这种过程中，黑洞因慢慢地辐射能量而逐渐地蒸发掉。其蒸发的速度随着黑洞变小而加快，最后突然爆炸。
※星系有多大
如果知道星系的距离r，再实际测量出河外星系的角半径α，那么利用三角学算式d＝rsinα，就可计算出星系的真半径d。这种方法的原理虽然简单，但实际测定星系的角半径并不容易。由于星系的亮度从中心向外逐渐减小，其边缘很难和星空背景分开，因此确定星系边界并不容易。尽管这样，天文学家还是想出一些办法测定出了河外星系的大小。结果发现，星系之间大小相差很悬殊，最大的椭圆星系的直径达100千秒差距，即超过30万光年。在量度星系级天体的距离和大小时，天文学家经常使用千秒差距作单位。秒差距是天文学中量度恒星距离的一种单位，1秒差距等于3.26光年，1千秒差距等于3260光年。最小星系的直径在0.1～1千秒差距之间，较小的星系一般都是椭圆星系。漩涡星系一般在5～50千秒差距的范围内。不规则星系的直径较小，在5～20千秒差距范围内。应该说明，在星系外围还存在由中性氢原子组成的物质，叫做星系晕，星系晕的直径通常为星系直径的1.5～2倍大。
现在已知最大的星系是射电星系3C236，它的两个射电瓣两端相距可达6兆秒差距以上。
※最近和最远的星系
距离银河系最近的星系是1994年发现的一个暗弱的矮椭圆星系，它位于人马座中，距离我们地球约8万光年，实际上它与银河系中心的距离大约5万光年。只及大麦云距离的1/3。这个矮星系的大小约1万光年，是正常的矮星系直径的10倍。
最远的星系是位于室女座中的一个无名星系，它是1996年发现的，距离在80亿～120亿光年之间，天文学家们认为这一星系是非常年轻的，年龄可能只有1亿年，它正以每年30个太阳质量的速率将气体转化为恒星。顺便指出，现在已知宇宙中最遥远的天体是类星体PC1247＋3406，距离为80亿～150亿光年。这样遥远的距离意味着我们今天所看到的类星体还是它80亿～150亿年前的样子。
※肉眼能见的最远天体—仙女座星系M31
M31（NGC224）位于仙女座中，它是人类用肉眼能看到的最远的天体，也是最早被确认为河外星系的天体。M31看起来像是个暗淡的斑点，目视星等为4.3等。
根据现在的测定，仙女座M31星系的距离为680千秒差距（合220万光年），本身直径为52千秒差距（合17万光年）。质量约为4×1011太阳质量。无论从大小还是质量来看，M31都略大于我们的银河系。
从M31的照片上可以看见其中心部分是明亮的星系核，四周是扁盘和漩涡臂，它的形状和结构与银河系非常相像。它是Sb型漩涡星系。星系核呈椭圆形，长轴为8秒差距，短轴为5秒差距，表面亮度比星系其余部分亮得多。在M31内已发现了300多个球状星团、400多个疏散星团、300多个行星状星云、1000多个电离氢区以及许多变星和X射线源。从M31的照片上还可以看到它有两个伴星系，紧挨着M31边缘的M32（NGC221）以及另一个稍远的M110（NGC205），它们都是椭圆星系。M110的直径为1.4万光年，M32的直径为7000光年。质量分别为8×109和2×109太阳质量。实际上，M31有7个伴星系：除M32和M110外，还有NGC147和NGC185，以及仙女Ⅰ、仙女Ⅱ、仙女Ⅲ。后三个均为椭圆星系，其直径只有几百秒差距。
※宇宙一直在膨胀吗
宇宙是什么？应该怎样解释宇宙。
《汉语词典》上对宇宙的解释是“四方上下为宇，古往今来为宙”。简单来说，宇宙就是空间和时间的总称。
宇宙是怎样演化的呢？
中国古代有盘古开天辟地的传说，西方对宇宙来源的解释是依据《圣经》上的记载：“一代消逝了，另外一代降临了，但地球是永恒的……过去是什么，将来还是什么；过去被做成什么样，将来还是什么样。世界上没有任何新的东西。”这种思想在西方比较普遍。连伟大的物理学家爱因斯坦都深受此思想的影响。爱因斯坦在发表广义相对论之后，与他同一时期的荷兰物理学家德西特把它应用到了宇宙上。研究结果表明，根据相对论理论，宇宙是动荡不止的，要么膨胀，要么收缩。为此，爱因斯坦修改了自己的理论，使“宇宙重新静止”下来。这是科学史上的一个失误，后来爱因斯坦曾遗憾地说：“这是我一生中犯下的不可饶恕的错误。”
这之后，俄国的科学家对爱因斯坦的理论作了某些修正，他们的计算结果表明，宇宙可能周期性地处于收缩和膨胀之中，它也可能无限制地膨胀下去。
接着，美国天文学家哈勃利用大倍率的天文望远镜发现宇宙确实是膨胀的。
美国天文学家斯莱弗（1875～1969）通过仪器也探测到我们太空中多数星系中显示着明显的“红移”现象。这意味着它们是背向地球运动的。由于每一颗恒星都向外发出光波，如果恒星朝着我们运动，它的光被恒星或星系的原子吸收的地方会出现黑色的线条，因而看上去显得比较蓝。随着这颗恒星离开我们越来越远，这些线条就会始终向着红光的方向偏移，从视觉上看它发出的光会变红，这就是天文学家所说的“红移”现象。越遥远的星系的发光具有越大的红移，表明这个星系离开地球的速度就越快。
据科学家考察，最遥远的星系正以每秒几千米的速度向外运动。
那么，宇宙会不会永久地膨胀下去呢？这种膨胀是由什么引起的？为此人们进行了大量的观测与研究。
根据最新的观测资料，科学家发现，宇宙的膨胀速度正在渐趋减小。那么这又是由什么原因引起的呢？这种膨胀速度会不会最终停止下来，而导致宇宙开始收缩，并回归宇宙大爆炸之初的状态呢？或者在经历强烈的收缩之后，产生一次新的大爆炸，产生一个新的宇宙呢？
当然，要使宇宙终止膨胀，就需要一定量的引力。能否达到这个量，取决于宇宙物质的平均密度能否达到一个量，这个量就是临界密度。但是，如果宇宙存在大量的“暗物质”，那么它的平均密度就难测定了。
宇宙年龄的测定也是宇宙膨胀与否的一个指标，但宇宙年龄的测定难度也很大。
宇宙究竟是继续膨胀着，还是将要收缩呢？在我们现在的宇宙产生之前，是否就曾有过这样膨胀、收缩的循环过程呢？目前还没有足够的理论来说明这个问题。
